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編者按：近期，國際可再生能源機構（IRENA）發(fā)布《高比例波動性可再生能源并網的解決方案》報告，報告總結G20國家提高電力系統(tǒng)靈活性以集成可再生能源的實例，指出創(chuàng)新是進一步提高能源系統(tǒng)靈活性的關鍵，并且促進能源系統(tǒng)集成高比例可再生能源的政策建議。

6月17日，國際可再生能源機構（IRENA）發(fā)布《高比例波動性可再生能源并網的解決方案》報告 ，總結了部分G20國家通過高比例太陽能和風能電力并網以促進電力系統(tǒng)脫碳的經驗，指出終端用能部門電氣化、電力系統(tǒng)分散化和電力部門數(shù)字化是下一階段推動能源系統(tǒng)轉型的三大創(chuàng)新趨勢。對此，報告提出了通過創(chuàng)新實現(xiàn)能源系統(tǒng)經濟高效轉型的解決方案，以及推動高比例可再生能源并網的政策建議。報告要點如下：

一、G20國家提高電力系統(tǒng)靈活性以集成可再生能源的實例

1、意大利。意大利從本世紀初開始開發(fā)太陽能和風能，2018年其光伏和風電裝機容量分別超過20 GW和10 GW，但大部分主要安裝在南部地區(qū)，而其主要用電負荷則集中在中北部城市，供需不平衡導致對可再生能源發(fā)電量的削減。對此，政府采用動態(tài)提高輸電線路容量（DLR）技術減少了由于傳輸限制導致的發(fā)電量削減。此外，還擴容了輸電線路，并推進智能電網的開發(fā)以管理分布式光伏發(fā)電，逐步淘汰大型燃煤電廠，同步補償器也有助于抑制火電機組的投運。

2、中國。在一些部署了波動性可再生能源發(fā)電項目的地區(qū)，發(fā)電量的不足由燃煤電廠補充，但由于其靈活性較差限制了可再生能源發(fā)電量。政府通過對現(xiàn)有燃煤電廠進行改造，在短期內提高靈活性以容納更多的可再生能源，其成本和交付時間均低于投資開式循環(huán)燃氣輪機或抽水蓄能等。另外，還為發(fā)電廠提供了靈活的激勵措施，如輔助服務和現(xiàn)貨市場試點項目，以補償其因運營時間減少而造成的損失。區(qū)域電網的備用容量共享、實時平衡和電網交易中心（國家級、省級）等措施也有助于促進波動性可再生能源的發(fā)展。

3、德國。德國通過如下措施提升電力系統(tǒng)靈活性：電網協(xié)議促進了區(qū)域電網之間的合作，降低了電力儲備要求，增加了可再生能源發(fā)電量；調整國家電網運營規(guī)范，使電網在保持可靠性的同時集成更多可再生能源；擴大和強化輸電網絡使再調度成本進一步減少；其他措施還包括整合電動汽車、電制熱和氫能等。

二、創(chuàng)新是進一步提高能源系統(tǒng)靈活性的關鍵

IRENA認為，創(chuàng)新可以提高電力系統(tǒng)全價值鏈的靈活性，包括供應、輸電、配電和需求等環(huán)節(jié)，同時能夠降低系統(tǒng)的總體成本。下一階段，推動能源轉型的三大創(chuàng)新趨勢將是：終端用能部門電氣化、電力系統(tǒng)分散化和電力部門數(shù)字化?？稍偕茉打寗拥碾姎饣墙K端用能部門（交通、建筑和工業(yè)）脫碳的基石；與終端用戶連接的分布式能源（如屋頂太陽能光伏、微型風力發(fā)電機、用戶側儲能、熱泵和插電式電動汽車）的發(fā)展正在推動電力系統(tǒng)分散化；數(shù)字技術以多種方式支持電力部門的轉型，如更好地監(jiān)控電力設施、更精細地操作和控制、部署新的市場設計、促進新的商業(yè)模式等。IRENA從4個維度列舉了30種有助于集成高比例波動性可再生能源的創(chuàng)新技術，并基于這些技術提出了11種實用的解決方案。

1、有助于能源系統(tǒng)轉型的創(chuàng)新技術


（1）使能技術：公用事業(yè)規(guī)模儲能電池、用戶側儲能電池、電動汽車智能充電、可再生能源供熱、可再生能源電力制氫、物聯(lián)網、人工智能與大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、可再生能源小型電網、超級電網、提高傳統(tǒng)電廠靈活性的技術。

（2）商業(yè)模式：集成商、端到端交易、能源即服務、社區(qū)所有權模式、現(xiàn)收現(xiàn)付模式。

（3）市場設計：增加電力市場的時間粒度、增加電力市場的空間粒度、創(chuàng)新輔助服務、重新設計容量市場、區(qū)域市場、分時電價、分布式能源的市場整合、凈計費電價。

（4）系統(tǒng)運營：配電系統(tǒng)運營商的新功能、輸配電系統(tǒng)運營商的合作、波動性可再生能源發(fā)電的先進預測方法、抽水蓄能電站的創(chuàng)新運行方式、虛擬電廠輸電網絡、動態(tài)提高輸電線路容量。

2、通過創(chuàng)新實現(xiàn)經濟高效能源轉型的解決方案

（1）供應側靈活性解決方案：通過先進的發(fā)電預測減少波動性可再生能源發(fā)電的不確定性；靈活發(fā)電以適應波動性變化。

（2）電網靈活性解決方案：通過互連及區(qū)域市場提升靈活性；通過超級電網匹配遠間距的可再生能源發(fā)電和需求；大規(guī)模儲能和增強電網運營。

（3）需求側靈活性解決方案：為電網服務集成分布式能源；需求側管理；可再生能源供應的小型電網；利用分布式能源優(yōu)化配電系統(tǒng)運行。

（4）系統(tǒng)側儲能靈活性解決方案：公用事業(yè)規(guī)模儲能電池；電力轉換為其他能源載體（Power-to-X）技術。

三、可再生能源與電氣化推動能源服務轉型

可再生能源與電氣化相結合（即“再電氣化”）是能源系統(tǒng)轉型的重要路徑 。再電氣化將產生一個不同的系統(tǒng)，其中交通、建筑和工業(yè)的總電力需求將大幅增加，可再生能源電力將成為其主要的供應來源。同時，通過在這樣的系統(tǒng)中調動所有的靈活性可以應對高比例可再生能源的運行挑戰(zhàn)，如電動汽車充電可以在時間上靈活調控以調整峰值負荷。此外，還需通過智能設備和其他信息技術實現(xiàn)更好的系統(tǒng)調控，降低運行風險?？稍偕茉磁c電氣化結合形成了一個良性循環(huán)，電氣化增加可再生能源的用途，提高了靈活性，從而促進了可再生能源的進一步發(fā)展和技術創(chuàng)新，還可降低成本并促進投資。

四、促進能源系統(tǒng)集成高比例可再生能源的政策建議

一些國家正在進行的創(chuàng)新措施表明，電力系統(tǒng)可以在容納高比例波動性可再生能源的同時，以可靠和經濟的方式運行。然而，在轉型的早期階段，決策者可以參照如下建議行動：

（1）制定有遠見的政策框架。各國應預測未來的電力系統(tǒng)需求，確?？稍偕茉唇洕咝У卮笠?guī)模并網需要權衡當前需求與未來需求，決策者應進行長遠考慮，圍繞未來大量部署可再生能源的情景來設計市場和系統(tǒng)。短期內需要采取的措施是盡量釋放當前系統(tǒng)的靈活性，改革市場和運營方式，同時出臺更合適的監(jiān)管政策。

（2）采用系統(tǒng)性的方法。集成高比例波動性可再生能源需要采取系統(tǒng)性的方法，包括扶持政策、法規(guī)和措施、新技術和商業(yè)模式。應從技術、市場、商業(yè)和運營各方面創(chuàng)新，并且充分利用所有部門及參與者的協(xié)同創(chuàng)新作用。

（3）通過實踐促進學習。支持試驗和示范項目，在實踐中探索，這對于降低風險至關重要。監(jiān)管要為進行試驗預留空間，允許參與者能夠在不受監(jiān)管限制的情況下試驗和測試創(chuàng)新技術。

（4）轉變關鍵參與者的角色。隨著分布式能源的日益普及，以及產消合一者等新市場參與者的出現(xiàn)，政府和企業(yè)應更好地了解消費者和社區(qū)的需求和意愿，制定相應的解決方案。配電系統(tǒng)運營商需調整角色定位，轉變業(yè)務模式，從網絡規(guī)劃者轉變?yōu)橄到y(tǒng)運營商，應與輸電網運營商加大合作，促進分布式能源的連接，并為系統(tǒng)提供服務。

（5）將市場的設計創(chuàng)新作為優(yōu)先事項。一些能源市場和法規(guī)正在展示如何調整市場以反映具有較高比例波動性可再生能源的電力系統(tǒng)需求，并應對數(shù)字化、分散化和電氣化的趨勢。市場的定價應體現(xiàn)靈活性的價值，平衡能源服務，以適應更低成本的波動性可再生能源，市場設計應考慮到長期內能源系統(tǒng)的轉型。

（6）將電力部門和終端用能部門結合起來。在可再生能源供應和電動交通、供暖和制冷之間創(chuàng)造協(xié)同效應，各部門的電氣化戰(zhàn)略應與加速推廣可再生能源的戰(zhàn)略密切聯(lián)系，并考慮更廣泛的社會變化。

（7）將智能創(chuàng)新技術轉化為智能解決方案。人工智能、物聯(lián)網、區(qū)塊鏈等數(shù)字創(chuàng)新技術已經開始以多種方式顯著影響電力系統(tǒng)，但對其可能的影響和風險理解不足，應用仍然有限。能源系統(tǒng)應該更多地利用數(shù)字創(chuàng)新所帶來的“智能”，其他工業(yè)部門也應探索數(shù)字技術的應用，然后將其經驗用于電力部門。

（8）加強開放合作。更廣泛分享知識和經驗，加強公私合作，發(fā)揮能源與工業(yè)部門的協(xié)同效應，發(fā)展中國家向發(fā)達國家學習，G20國家間加強經驗交流。

原標題：IRENA研究提出高比例可再生能源并網創(chuàng)新解決方案